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、确定物性参数:
定性温度:可取流体进口温度的平均值
壳程油的定性温度为
T=(140+4O)/2=90C。
管程流体的定性温度为
t=(30+40)/2=35C
根据定性温度,分别查取壳程和管程流体的有关物性数据
煤油在定性温度下的物性数据:
p=825kg/m3
口o=-4Pa・S
Cpo=/(Kg・c。)
入=/(m・C。)
o
循环冷却水在35C下的物性数据:
p=994kg/m3
i
C=/()
pi
入=/(。)
i
y=
i
、计算总传热系数:
421、热流量
mo=[()x103]/(300x24)=21944Kg/h
Q=mcto=21944x2・22x(140-40)=
JoopoU
106KJ/h=1353KW
、平均传热温差
—(140—40)—(40—30)
140-40
In
40-30
、冷却水用量
W=Q/CAt=/((40-30))=119362Kg/hip。pi
422、总传热系数K
Re=A^gL=0-=27421
⑷(沁严(沁尸
必AA
4_O8xO_OO072ixltf
0_«26
0626
=
=4759W/(詁・C。)
壳程传热系数:假设壳程的传热系数
ao=4(X»F/(m2DC)
污垢热阻
j^^^/c/w
管壁的导热系数入=45W/(m・C。)
则总传热系数K为:
74叽
ct且丘dtjLdi
整+咤進规000炖+丄
=310JF/(m2°C)
、计算传热面积
S'=Q/(KAt)=(1353x103)/(310x39)=111・9m2
考虑15%的面积裕度,S=1・15xS'=128・7m2
、工艺结构尺寸
441、管径和管内流速
选用^(碳钢),取管内流速片=1m/s
、管程数和传热管数
依据传热管内径和流速确定单程传热管数
=(119362/(994x3600)
0・785<0・02x1
=,所需的传热管长度为
=128・7/(3・)=15・32m
按单程管设计,传热管过长,宜采用多管程结构。现取传
热管长L=6m,则该换热管程数为
==2・6旳管程
传热管总根数
N=107x3=321根
平均传热温差校正系数
40-30
140-30
443、平均传热温差校正及壳程数
=0091
按单壳程,双管程结构,温差校正系数应查有关图表。但R=10的点
在图上难以读出,因而相应以1/R代替R,PR代替P,查同一直线,
可得
零&—0_82
平均林竝
=卩3二==32("C)
444、传热管排列和分程方程方法
采用组合排列法,即每程内均按正三角形排列,隔板两侧采用正方形排列。取管心距t=,则
t=1・25x25=31・25”32(mm)
横过管束中心线的管数
陀=L19阿
=1・19苗页=22根
采用多管程结构,取管板利用率n=0-7,则壳体内径为
=1・05x
=723mm
圆整可取D=800mm
445、折流板
采用弓形折流板,取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的25%,
则切去的圆缺高度为h=0・25x800=200(mm)
故可取h=200(mm)
取折流板间距B=0・3D,则
B=0・3x800=240(mm),可取B为250mm。
折流板数二尸三才电―、
=6000/250-1=23块
折流板圆缺面水平装配
446、接管
壳程流体进出口接管:取接管内油品流速为u=,贝IJ接管内径为
=)
=0・097m
取管内径为100mm
管程流体进出口接管:取接管内循环水流速u=1・5m/s则接管内径为
119362
(3600x994)
=0・17m
取标准管径为170mm
、换热器核算
451、热量核算:
壳程对流传热系数对圆缺形折流板,可采用克恩公式
aB=0卫6生11^5屮(吐尸4a
当量直径,由正三角形排列得
J*~丁厂—匸盃)4(—-0-)
d——2
二叭二3」牡0血5=(m)
壳程流通截面积
S0=5D(l-y)
,.(1J
=:m=
壳程流体及雷诺数为
u=21944+%龙5)+&m/s
0
Re==4062m/s
0
普兰特准数
Pr=
222x1(?x715x1tf
CL14O
=11_34
粘度校正
a=0・36x(・02)x4062o-=547W/(m2C。)
452、管程对流传热系数
席一=0・(123土Re临胡
1J
管程流通截面积
S==
i
管程体流速
u=(119362/(3600x994))/=
Re==
普兰特准数
=
(^^
a=0・023x(・02卅27201・3。亦4・73。・4=4730・2W/(m2C)
453、传热系数K
查有关文献知
管外侧污垢热阻:心=0-°<wl72m2ec/ffr
管内侧污垢热阻:儿皿OOOWmtP/JF管壁热阻:查有关文献知碳钢在该条件下的热导率为入
=45W/()
=
454、传热面积S
S=Q/(KAt)=1353x103/()=
该换热器的实际传热面积S
P
Sp二nd°L(N-n)=(321-22)=
该换热器的面积裕度为
S-S
H=丄一X100%
S
=(-)/
=%
传热面积裕度合适,该换热器能够完成生产任务